气体传感器如何乘上碳中和的快车？
2020年9月，我国在联合国大会上向国际社会郑重承诺，中国将在2030年达到116亿吨碳排放峰值，即碳达峰。之后逐年下降，到2060年，净碳排放量要降低到0，即碳中和。双碳政策在十四五期间已经被正式列为国策，这里的碳即指以二氧化碳为代表的温室气体。然而，人工方式进行的碳盘查（以政府、企业等为单位计算其在社会和生产活动中各环节直接或者间接排放的温室气体）需要耗费许多的人力物力。
在物联网领域，许多企业注意到了这个行业的巨大发展空间，纷纷开始布局，以物联网的手段来赋能气体监测。观察行业中领头的企业，可以找到许多可以模仿、跟随的机会。这篇文章，我们就从气体检测行业的角度出发，来看看这些上市公司是如何在气体检测行业中大展拳脚的。
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气体监测的原理、智慧环保产业链
从气体检测领域来看，气体检测系统一般分为控制部分、传感器部分、管理平台部分，可以实现远程无人值守、实时数据回传、超限报警、设备联动、数据分析等功能。从物联网领域来看，气体监测一般需要传感器（感知层）、信息传输装置（传输层）、数据搜集与分析平台（平台层），根据不同的场景去使用不同的技术，常用气体传感器配合不同传输模组进行监测。
传统大气污染治理中面临的主要挑战有：①监测点固定，单点成本高，难以进行大规模布点。②气体成分多样，有时候不仅要针对二氧化碳、氮气、氧气、氢气等常见气体的监测，还要对二氧化硫、甲醛等有害气体进行监测。③数据安全存在隐患，数据从传感器到RTU再到监测平台，传输过程未加密，使违法者有机可乘。
气体监测的产业链主要有两种类型。传统的产业链是通过气体传感器记录，通过人工扫描记录数据，完成对气体的监测工作。以物联网为基础的气体监测产业链是通过传感器进行监测，利用蓝牙、NB-IoT、Zigbee、GPRS等手段进行信息传输，最后通过大数据和云计算软件平台对数据进行搜集记录分析。
02
主要上市公司介绍+业务/商业模式分析
气体传感器行业以及气体监测行业一直存在，但随着“碳中和”政策的出台，许多公司纷纷转型或加入这个行业，希望基于公司原本业务的优势，最终能在碳中和这个领域内分一杯羹。目前碳盘查主要有传统的通过终端留存数据，利用人工统计；以及数据上云，利用服务器进行数据融合与计算。行业处于成长期，各个方向上都有不同程度的竞争。上面这张图大概表明了上市公司们分别在哪些业务进行了布局。
①300007
汉威科技是广泛布局气体监测行业的企业，主营传感器、智能仪表和物联网相关软件产品。通过多方面业务的发展，形成传感器+监测终端+数据采集+空间信息技术+云应用+AI的全方案商业模式。打通气体监测领域，从检测端到软件端，利用多元化的发展，为大型客户提供方案定制。
②688665
四方光电是专精生产气体传感器的企业。保持着较高对于气体传感器研发的投入，不断在气体传感器的细分领域内深耕，打造属于自己的护城河，利用国产替代和内部资产，不断在气体传感器的领域内做精做强，做到细分行业中的第一名。通过对于气体传感器及气体分析仪器的研发生产销售，四方光电采取自主品牌经营模式，具有独立、完整的经营体系。
③002658
雪迪龙是专业从事环境监测及相关服务的企业。公司业务主要围绕与大气、水、土壤等生态环境监测相关的“端+云+服务”展开。以环境监测系统和平台服务组成解决方案，以直销为主、代理为辅的经营模式向客户销售气体监测解决方案。2021年度，公司完成了“碳排放在线计量智能监测系统”的初步研发，参与了部分重点行业碳排放监测评估试点建设及部分团体标准和行业标准的制定工作，并继续强化其现场应用及性能提升。
④688051
佳华科技依托感知平台的建设，获得了不断累积增长的多维多源的环保物联网数据，建立了环境数据中台，研发搭建了生态环境智慧监管综合平台，实现了依托数据做服务、通过服务卖产品的新型服务模式。基于积累的数据，佳华科技开发出SaaS产品以满足气体监测的需求，同时大力研发“碳链”系列产品，打造能有效应对双碳政策的解决方案。
⑤300417
南华仪器专业从事机动车检测设备及系统的研发、生产和销售与环境监测设备及系统的研发、生产和销售。公司原先主营业务为机动车尾气检测，在“碳中和”政策的驱动下开始不断加码环境监测系统的业务，从2019年环境监测设备及系统仅占总收入的1.28%，到2021年环境监测业务的占比为10.23%。但是，因为新进入行业，面临许多挑战，从设备到系统也有很多需要迭代更新的地方，同时需要迅速扩张市场，故利润和毛利还处于一个较低的水平。
⑥300112
万讯自控一直致力于深耕智能仪表业务。2021年，公司下游应用领域化工、电力、冶金、环保等传统行业依旧保持高景气度，医药、食品饮料、新能源、消防、安防、市政等新兴行业对于仪器仪表的需求也在快速提升。万讯自控的气体监测产品为气体监测仪表终端，通过加装至管道端进行气体的持续监测。仪表包含表盘、表壳、传感器、敏感元件等，万讯自控将产品做到高集成度并依靠其设备成熟度以获得高额毛利润。
⑦832491
奥迪威是专业从事智能传感器和执行器及相关应用的研究、设计、生产和销售的高新技术企业。基于其在超声波传感器产品上的积累，公司的智能传感器产品能够满足复合需求，用一款智能传感器测量多个物理量，提升应用场景的数字化和智能化。
03
财务状况比较
从收入来看，汉威科技是规模最大的公司，在财报中也可以看出，汉威科技在气体监测领域进行了广泛的布局，从传感器到终端，再到数据搜集系统，汉威在整条产业链上广泛布局，打造一站式的气体监测解决方案。而增速较快的四方光电和奥迪威也不容小觑，它们分别在气体传感器和智能传感器领域深耕，立志打造优质的产品。
从利润来看，汉威科技和四方光电作为气体传感器的龙头，在近年来利润得到了很大的增长。同样保持着高利润的还有雪迪龙，而其盈利主体为环境监测系统产品。
从毛利率来看，万讯自控依靠其先发优势，一直保持着高额毛利率。其他如汉威科技、四方光电、奥迪威等都保持着稳定的毛利增速，说明其业务也在逐渐迈向成熟。
除佳华科技外，各公司的研发人员都保持在7%左右的高水平研发投入，也说明这个市场仍然有参与的空间，各公司不断地用研发赋能，试图争取更多的市场份额。佳华科技则采取了更加激进的策略，平均研发投入占营业收入的近20%。
04
总结
从年报的数据，笔者总结出了以下几点，希望能够从规律中，找到一些普适的发展碳中和的方向。
1.专精者近年利润增速快，广泛布局者持续获得高额利润
像四方光电、奥迪威等专精于传感器研发与生产的公司，近三年来利润增速非常快。如汉威科技广泛布局气体监测的上下游行业，使得其营收傲视群雄，并获得了不错的净利润，未来在业务成熟后势必会带来更加可观的利润。
2.高额毛利和研发投入保证企业发展的强劲势头
可以看到，各气体监测企业的平均毛利率都保持在40%左右，说明行业拥有一定的盈利空间，未来在这些企业获取更多业务做大规模后，相信毛利率还会有进一步的提升。在研发投入方面，企业也都保持在7-8%的高额研发投入，说明该行业还在探索期，企业都在不断加紧研发以获取技术优势。
3.各公司都保持对云服务的高额投入
上市公司中，主要有汉威科技、雪迪龙、佳华科技和南华仪器在云服务领域有所涉及。其中佳华科技更是专精于云服务，以年平均20%的研发投入，开发出环境SaaS以应对复杂的数据处理工作。另外三家公司的研发投入也主要集中在云服务上，说明开发云端满足复杂需求，是所有企业都在努力尝试的。
4.坚持传统可能难有未来，拥抱变化才是最终选择
纵观这些公司，可以看到南华仪器和万讯自控是两家很有意思的上市公司。南华仪器原先专精于车用气体传感器的开发，可能是受到碳中和政策的刺激，开始逐步转型于气体监测领域，商业模式层面的变化使得该公司业绩大幅减少，但也在疫情之下开拓了市场。万讯自控一直坚持在传统气体监测领域，不断优化自己现有业务以获得高额毛利。但是从业绩来看，相比其他气体监测的公司，万讯自控的收入和利润增速都很难让人满意，似乎是遇到了发展的瓶颈。
05
未来智慧环保领域的发展空间
“碳中和”政策提出还未满两年，各个公司已经开始积极布局这个行业，未来，相信在该领域内还会出现很多的机会。根据各公司年报以及各种新闻，笔者相信“碳中和+物联网”未来还有许多可以发挥的空间，下面有几个可能的方向供读者们参考：
1.更加广泛的气体监测需求
二氧化碳监测只是环保领域的一部分，对于像化工、石油、钢铁、煤炭等大型产业，除了二氧化碳，还有许多的有害气体和排放气体有监测的需求。例如，近年来一些政企用无人机搭载气体监测设备，对大型工厂进行VOCs的监测。像上海市最近也在筹划采购VOCs立体监测无人机。未来，对于各类气体监测的需求必然越来越多。
2.智能产品的气体监测市场鱼龙混杂，处于竞争阶段
虽然传感器、仪器仪表等产品都已有成熟玩家，但其硬件的智能化还处在起步阶段。市场上有大量企业有气体检测、数据处理的需求，可目前的产品只能实现监测，而无法有效处理冗杂的监测信息。对于企业或者政府来说，要获得的信息是最后碳排放的数据。但从监测到数据，中间还有许多步骤，如成分分析、信息传输、数据处理、边缘储存等等，现行的解决方案仍非常繁琐，需要不断优化，最终目的是要能实现一键获取气体排放信息。
3.传输方式以及监测方式仍未有标准答案出现
像本文介绍的二氧化碳监测，有许多种监测的方案。在感知层上，有红外、半导体、燃烧、电化学等各种气体传感器；在传输层上，根据不同的需求，气体监测是以组网或者多终端分散布局的方式进行仪器部署的。其中用到的方案有许多不同，各有利弊难以统一。希望在未来行业成熟时能够有一个气体监测的成熟方案，能够让有需求的企业在选择上不做过多纠结。
